【正文】 (2) 零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。 ADC0804 的零點(diǎn)無須調(diào)整。滿刻度調(diào)整時(shí)，先給輸入端加入電壓 ，使?jié)M刻度所對(duì)應(yīng)的電壓值是 ，其中是輸入電壓的最大值， 是輸入電壓的最小值。當(dāng)輸入電壓與 值相當(dāng)時(shí)，調(diào)整 端電壓值使輸出碼為 FEH 或 FFH。 (3) 參考電壓的調(diào)節(jié) 在使用 A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。如輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍較小，則可調(diào)節(jié)參考電壓 ，以保證小信號(hào)輸入時(shí) ADC0804 芯片 8 位的轉(zhuǎn)換精度。 (4) 接地 模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，以至影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。 A/D、 D/A及取 樣保持芯片上都提供了獨(dú)立的模擬地（ AGND）和數(shù)字地（ DGND）的引腳。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連。 單片機(jī)的選擇 本次設(shè)計(jì)用到的是 8051。該單片機(jī)在以上報(bào)告中已重點(diǎn)說明，在此就不做過多說了 單片機(jī)及其擴(kuò)展 I/O 的設(shè)計(jì) 采用 TTL 電路擴(kuò)展 I/O 口是一種最常見的微機(jī) I/O 擴(kuò)展手段。如圖 38： 基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 1 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G19U27 4L S 2 44E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 05 1123U 4A A7 4A L S 32123U 4B A7 4A L S 32D13Q12D24Q25D37Q36D48Q49D513Q512D614Q615D717Q716D818Q819C L K11C L R1U?7 4L S 2 73L E D 1L E DL E D 2L E DL E D 3L E DL E D 4L E DL E D 5L E DL E D 6L E DL E D 7L E DS1S W S P S TS2S W S P S TS3S W S P S TS4S W S P S TS5S W S P S TS6S W S P S TS7S W S P S TS8S W S P S TR1R E S 2R2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2R6R E S 2R7R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R 10R E S 2R 11R E S 2R 12R E S 2R 13R E S 2R 14R E S 2R 15R E S 2R 16R E S 2L E D 8L E DV C C 圖 38 單片機(jī)與 I/O接口原理圖 地址鎖存器 由于 8051單片機(jī)的 PO口是分時(shí)復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總線，因此在進(jìn)行程序 存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，必須用地址鎖存器將地址信號(hào)從地址 /數(shù)據(jù)總線中分離開來。 74LS373是帶三態(tài)緩沖輸出的八 D鎖存器，將它的鎖存控制端 G直接與 8031的鎖存控制信號(hào)端 ALE相連，在 ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。由 8031單片機(jī)時(shí)序分析可知，有效地址信號(hào)是在 ALE(地址鎖存允許 )信號(hào)變高的同時(shí)出現(xiàn)的，并在 ALE由高變低時(shí)，將出現(xiàn)在 PO口的地址信號(hào)鎖存到外部地址鎖存器中，直到下一次 ALE變高時(shí)，地址才發(fā)生變化。 程序存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展包括三組總線的連接及地址譯碼等。 MCS51系列單片機(jī)程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)展 64KB。由于大規(guī)模的集成電路的擴(kuò)展，單片存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量越來越大，因此，在程序存儲(chǔ)器芯片使用的數(shù)量上一般采用一片就夠了。 對(duì)于單片機(jī)片內(nèi)有程序存儲(chǔ)器時(shí)，硬件設(shè)計(jì)時(shí)管腳 EA 接 +5V， CPU 在取指令時(shí)， PC值小于片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的容量時(shí)讀取片內(nèi)的程序指令，而當(dāng) PC 值大于片內(nèi)存儲(chǔ)器容量時(shí)讀取片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令，此時(shí) PSEN 作為片內(nèi)存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。如果單片機(jī) EA腳接在 GND，則單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器全部不用而用外部程序存儲(chǔ)器。此時(shí)設(shè)計(jì)的外基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 部程序存儲(chǔ)器必須從 0000H 地址開始。 程序存儲(chǔ)器的作用是存放單片機(jī)的執(zhí)行 程序，雖然現(xiàn)今的單片機(jī)具有片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器，但是，當(dāng)程序量超過單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器時(shí)，將采用片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，通常采用 EPROM、 E2PROM、 Flash 存儲(chǔ)器等芯片。 EPROM 是一種用紫外線光照擦除的只讀存儲(chǔ)器，通過專用編程器將程序固化在芯片中，可反復(fù)多次擦除及編程。失電后芯片內(nèi)部的程序保持不變。常用的 EPROM 芯片有276 2712 2725 27512 等芯片。它們的存儲(chǔ)容量分別是 8K 8bit、 16K 8bit、32K 8bit、 64K 8bit。在本次設(shè)計(jì)中用到的是 27256 芯片。 27256 是 32K 8 位 EPROM 器件，它有 15 根地址線 A14AO輸入，能區(qū)分 15位二進(jìn)制地址信息 215=32768 種狀態(tài)，即存在 32768 個(gè)存儲(chǔ)單元。這 15 根地址線分別與 8051的 PO口和 連接，當(dāng) 8031 發(fā)出巧位地址信息時(shí)，可分別選中 27256 片內(nèi) 32K字節(jié)存儲(chǔ)器中任一單元。 27256 20 引腳 CE為片選信號(hào)輸入端，低電平有效。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間地址同外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器一樣，由 P2口提供高 8位地址， PO口為分時(shí)提供低 8位地址和 8為雙向數(shù)據(jù)總線。由 8031的 RD (P3 .7 )和 WR ()信號(hào)控制，而片外程序存儲(chǔ)器 EPROM的輸出允許端 ( OE)由讀選通信號(hào) PSEN控制即使與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM的讀和寫 EPROM共處一地址空間，但由于控制信號(hào)即使用的數(shù)據(jù)傳輸指令不同，故不會(huì)發(fā)生總線沖突 模擬信號(hào)輸出部分設(shè)計(jì) 信號(hào)輸出部分總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理之后，獲得被測對(duì)象的溫度值，但在有些時(shí)候需要控制被控對(duì)象的溫度，因此，要由單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)控制。但是由 8031輸出的控制信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，需將其經(jīng)過數(shù) /模轉(zhuǎn)變?yōu)槟M 信號(hào)，再經(jīng)功率放大，才能控制加熱爐、熱處理爐等。這一功能由一片 DAC0832來完成，由于 DAC0832是一種電流輸出型 D/A芯片，因此其后端接一片運(yùn)算放大器構(gòu)成反相輸出電路以實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)輸出，然后再接入 1片多路模擬開關(guān) CD4051，將輸出擴(kuò)展為 8路。由上述可知，該部分具有 8路模擬信號(hào)輸出能力。 芯片的選擇 (1) D/A轉(zhuǎn)換器選用 DAC0832 該芯片是 8位分辨率的 D/A集成芯片，與微處理機(jī)完全兼容，具有價(jià)格低廉、接口簡基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26 單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，主要有如下特點(diǎn) A)可單緩沖或雙緩沖數(shù)字輸入 。 B)只需在滿量程下調(diào)整其線性度 。 C)低功耗， 200mW。 D)內(nèi)部無參考電壓源，須外接參考電壓源 。 E)為電流輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時(shí)，需外加轉(zhuǎn)換電路； F)有 5根控制線 。 圖 39 DAC0832的管腳功能 CS : 片選線，當(dāng)其為低電平時(shí)，本片被選中工作 。 ILE : 允許數(shù)字輸入線，當(dāng) ILE為高電平時(shí)，允許數(shù)字量輸入 。 XFER:控制輸入線，低電平有效 。 WR1和 WR2:寫命令輸入線， WRI用于控制數(shù)字量到輸入寄存器，若 WR2為 `139。 , C S為‘ 0’和 WR1為‘ 0’同時(shí)滿足，則接收信號(hào) 。若上述條件有一個(gè)不滿足，則鎖存數(shù)據(jù)。 WR2用于控制 D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間 :若 XFER和 WR2同時(shí)為低電平，則輸出跟隨輸入，否則鎖存數(shù)據(jù)。 WRI和麗厄的脈沖寬度要求不小于 ，并不需要同時(shí)輸出，因此采用單緩沖方式接口。 DAC0832工作于直通方式。 DAC0832工作于直通方式時(shí)一般將控制信號(hào) CS、 XFER、 WRWR2直接接地， ILE管腳接高電平，則兩個(gè)寄存器都處于常通狀態(tài)，寄存器中的數(shù)據(jù)跟隨輸入數(shù)據(jù)的變化而變化， D/AZ轉(zhuǎn)換器的輸入也同時(shí)跟隨變化。 圖 310 DAC0832工作于單緩沖方式 R f b9CS1W R 12A G N D3D I 34D I 25D I 16D I 07V R E F8D G N D10V cc20Io ut 211Io ut 112D I 713D I 614D I 515D I 4 16X F E R17W R 218IL E19D A C 08 32基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 (2) 放大器的選用 放大器選用 OP07，其主要特征是開環(huán)增益和共模抑制比很高 (一般為 MOM)，而失調(diào)電壓和失調(diào)電流、溫漂以及噪聲又很小。主要用于穩(wěn)定積分、精密加法比較、閩值電壓檢測、微弱信號(hào)精確放大等場合。其電源電壓范圍為 13士 18V，輸入電壓范圍為 0一土14V。在該電路連接中，放大器輸出端直接反饋到 Rfb，其產(chǎn)生的模擬輸出電壓是單極性的。 按鍵電路設(shè)計(jì)與器件選擇 電子時(shí)鐘應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)具備兩項(xiàng)基本功能，一是隨時(shí)輸入定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，二是隨時(shí)對(duì)當(dāng) 前時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。要實(shí)現(xiàn)這一功能，可以接入鍵盤輸入電路。 鍵盤結(jié)構(gòu)的選擇 在單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中，用得最多的是非編碼鍵盤。鍵盤結(jié)構(gòu)又可以分為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤（矩陣式）兩類。 本例只需要 4 個(gè)按鍵，因此選擇獨(dú)立式鍵盤。如圖 1所示，電路由按鍵和 4個(gè)電阻組成，按鍵可以采用輕觸開關(guān)，按鍵分別命名為 SET、 ALM、 +1 和 RET 鍵，電阻可以采用 5腳排電阻，阻值為 4 1k?。 鍵盤與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) 電路如圖 所示，將鍵盤直接與單片機(jī)的 P3 口連接，有 、 口線 通過兩個(gè)按鍵 SET、 ALM 接入兩個(gè)外部中斷的請求信號(hào) INT0、 INT1； 、 管腳作為 I/O口使用。四個(gè)按鍵功能的設(shè)計(jì)思路如下： (1) SET 鍵功能設(shè)置當(dāng)前時(shí)間，即當(dāng)電子時(shí)鐘的時(shí)間有誤差時(shí)，需要隨時(shí)對(duì)它進(jìn)行調(diào)整，使用 SET鍵與 +1 鍵、 RET 鍵配合來完成這一個(gè)功能。 ①當(dāng) SET 鍵被按下時(shí)，在單片機(jī)的 INT0 管腳產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)中斷請求信號(hào)，CPU 響應(yīng)中斷請求是，就轉(zhuǎn)移到 INT0 中斷服務(wù)程序的入口地址，執(zhí)行 INT0 的中斷服務(wù)程序。 ②設(shè)計(jì) INT0 的中斷服務(wù)程序的功能是調(diào)整當(dāng)前時(shí)間，程序的標(biāo)號(hào)地址 為 INTA。 基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 圖 311 獨(dú)立式鍵盤輸入接口 (2) ALM 鍵功能設(shè)置定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，即當(dāng)需要電子時(shí)鐘進(jìn)行定時(shí)（鬧鐘）服務(wù)時(shí)，可以通過該鍵的功能來輸入定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，使用 ALM 鍵與 +1 鍵、 RET 鍵配合來完成這一個(gè)功能。 當(dāng) ALM 鍵被按下時(shí)，在單片機(jī)的 INT1 管腳產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)中斷請求信號(hào)， CPU響應(yīng)中斷請求時(shí)，就轉(zhuǎn)移到 INT1 中斷服務(wù)程序的入口地址，執(zhí)行 INT1 的中斷服務(wù)程序。 INT1 的中斷服務(wù)程序的功能是輸入定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，程序的標(biāo)號(hào)地址為 INTB。 (3) +1調(diào)整鍵的功能分別對(duì)時(shí)間值的小時(shí)十位、分的十位、分的個(gè)位進(jìn)行 +1調(diào)整，即該鍵每按下一次，對(duì)應(yīng)的時(shí)間調(diào)整位 +1。 該信號(hào)與 管腳連接，當(dāng) 工作在 I/O 接口方式時(shí)，為了保證能正確輸入外部信息，在初始化程序中用指令“ SEIB ”對(duì)它進(jìn)行編程，即將 管腳作為輸入口使用。 (4) RET 確認(rèn)鍵的功能確認(rèn)，即對(duì) +1 調(diào)整位進(jìn)行確認(rèn)，該鍵按下時(shí)，說明被調(diào)整位的值已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)去調(diào)整下一位。 該信號(hào)與 管腳連接，與 類似，用與 I/O 接